3钛及钛合金加工工艺与组织关系

钛及钛合金加工工艺与 组织、性能关系
钛合金锻造分类 及组织类型
有关锻造术语：
常规锻造：在β 相变点以下25℃或更低温度下的α +β
相区加热后进行锻造。 β 锻造：在β 相变点以上50℃或更高的温度下加热后进
行锻造，其变形量全部或主要地在β 相区完成。
近β 锻造：在β 相变点以下10~40℃加热后进行锻造。 准β 锻造：在β 相变点以上10~40℃加热后进行锻造，
Da/dN
疲劳性能 低周 较差 较好 高于 双态 高于 等轴 差 高周 好 高于 等轴 好 差 差
快 较快 慢 慢 最快
与等轴同一水平 与等轴同一水平 好 差
8
两相钛合金获得片层组织的加工路线
Ti-6242钛合金单相区不同冷速对片层组织的影响 (OM)
Ti-6242钛合金单相区不同冷速对片层组织的影响 （TEM）
关键工艺参数和片层组织的特征
两相钛合金获得单相区加工组织的工艺路线
关键工艺参数和组织特征
Ti-6242钛合金单相区加工组织（TEM）
两相钛合金获得两相组织的加工路线
关键工艺参数和组织特征
IMI 834钛合金不同单相区冷速对组织的影响
两相钛合金获得等轴组织的加工路线 （两相区再结晶退火缓慢冷却）
α/β 以
变形温度 变形程度 变形方式 冷却速率
时间 温度 冷却速率
时间 温度
下，则α相在β晶
界上形核并向晶
钛合金的形变热处理工艺 内生长。
℃
β锻造
β
相转变点
常规锻造
α
Ti
α+β
β稳定元素含量（%）
钛合金二元相图示意图
1.单相区锻造组织演变
2.单相区开始，两相区终止锻造组织演变
3.两相区锻造组织演变
Ti-6242钛合金两相区再结晶退火缓慢冷却后 的完全等轴组织
两相钛合金获得等轴组织的加工路线 （等温再结晶退火）
Ti-6Al-4V钛合金800℃等轴再结晶机制获得等轴组织
Ti-6Al-4V钛合金800℃等轴组织
Hale Waihona Puke Baidu
关键工艺参数和组织特征
两相钛合金轧制退火组织的工艺路线
Ti-6Al-4V钛合金板材轧制退火组织
3、不同组织的力学性能 组织决定性能
组织 类型 等轴 双态 三态 网篮 魏氏 高于 等轴 高于 等轴 较差 差 最差 室温拉伸 强度 好 塑性 最好 热稳定 强度 好 塑性 好 拉伸 一般 高温性能 持久 差 高于等轴 高于双态 差 最差 高于双态 较差 蠕变 差 断裂韧性 K1C 最差 较好 高于 双态 好 差
关键工艺参数和组织特征
其变形量全部或主要地在β 相变以下完成。
影响钛合金中α和β两相的尺寸和形貌的最重要因素就是形变热处理工艺， 包括固溶处理、热变形、再结晶、时效及去应力退火等。
Tα/β
钛 合 金 的 α/β 转 变温度是形变形 热处理的关键， T
α /β
以上完全
冷却可得到层片
变形 固溶 时效
状显微组织，温 度降低至 T